Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS

1. Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS Manoel J.C. Serrão Eng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética

2. TÓPICOS ESTRUTURAS • SISTEMAS CONSTRUTIVOS • A estrutura vista através da história da tecnologia da construção. A estrutura e a arquitetura. Conceitos fundamentais da estrutura - tensão, carregamentos axiais, torção e flexão pura. • SISTEMAS ESTRUTURAIS • Fornece conhecimento básico a respeito dos vários sistemas estruturais, sua aplicação, funcionamento, materiais e conceitos de resistência aos diversos tipos de esforços. Visa o desenvolvimento da capacidade do aluno de compreender e propor os sistemas estruturais das edificações. Aborda: estruturas que atuam sob o efeito de tração, compressão, e, Tração e compressão combinadas. Estruturas que atuam devido à capacidade resistente da massa e da continuidade do material, estruturas superficiais, sistemas verticais de transporte de cargas e escolha de formas estruturais. • SISTEMAS ESTRUTURAIS EM CONCRETO ARMADO • Aborda os conceitos de equilíbrio e resistência, o estudo das forças e cargas, inércia de superfícies planas, tensões e deformações em sólidos. Esforços simples, de tração, flexão e torção. Esforços combinados. Estruturas isostáticas e hiperestáticas. Determinação de esforços externos e internos. Carregamentos, Transmissão de cargas e esforços internos. Dando embasamento para o estudo do dimensionamento das estruturas em Sistemas Estruturais em Arquitetura. Estuda as estruturas de concreto armado e protendido, os materiais, as formas construtivas, o seu dimensionamento e detalhamento. • SISTEMAS ESTRUTURAIS EM AÇO E MADEIRA  • Estudo das estruturas de madeira e aço abordando o seu dimensionamento e suas ligações. Estudo de estruturas alternativas regionais. Tópicos especiais em sistemas estruturais.

3. SISTEMAS CONSTRUTIVOS • Introdução • Definições básicas • Sistemas construtivos • História dos sistemas construtivos • Visão geral • Porque a história dos sistemas construtivos • As fases: • Pré-história européia • Egito Antigo • Mesopotâmia • Grécia Antiga • Etrúria e Roma • Catedrais góticas • Renascimento • Revolução industrial • Pontes metálicas do século XIX • Os primeiros arranha-céus • As primeiras pontes de concreto armado e protendido • Torres e edifícios altos • As grandes pontes • Grandes coberturas • Introdução • Definições básicas • Sistemas construtivos • História dos sistemas construtivos • Visão geral • Porque a história dos sistemas construtivos • As fases: • Pré-história européia • Egito Antigo • Mesopotâmia • Grécia Antiga • Etrúria e Roma • Catedrais góticas • Renascimento • Revolução industrial • Pontes metálicas do século XIX • Os primeiros arranha-céus • As primeiras pontes de concreto armado e protendido • Torres e edifícios altos • As grandes pontes • Grandes coberturas

4. Introdução • O que são sistemas estruturais? Estrutura é o conjunto de elementos que, interagindo entre si, formam um sistema que desempenha função específica.

5. História dos sistemas construtivos • Visão geral Há cerca de 10.000 anos, tendo descoberto a agricultura e a pecuária, o homem deixou de ser nômade, passando a residir em um local fixo; surgiram então os primeiros edifícios permanentes e as primeiras aldeias.     Desde esta época, o homem vem erguendo construções que o abriguem, que permitam a reunião de grandes comunidades irmanadas por um objetivo religioso, político ou de lazer, que possibilitem a transposição de um rio ou a barragem de um curso d’água.     As primitivas construções iniciais deram lugar às monumentais pirâmides egípcias, aos harmoniosos templos gregos, às extaordináriascúpulas romanas, à sublime catedral gótica, às imensas pontes de ferro e de aço, aos enormes arranha-céus de aço e de concreto

6. História dos sistemas construtivos • Porque a história dos sistemas construtivo 1. Possibilita que se conheçam e se valorizem as extraordinárias construções que vêm sendo edificadas pelo homem desde a pré-história até os dias de hoje; 2. Revela que as construções, além de satisfazerem as necessidades do homem, são uma importantíssima expressão cultural, social, política e econômica das sociedades que as erigiram; 3. Mostra o papel fundamental que os novos materiais e os novos sistemas estruturais sempre tiveram, e continuam tendo, na evolução das estruturas; 4. Permite que se compreenda qualitativamente como funcionam estruturas.

7. História dos sistemas construtivos • Pré-história europeia - Ponte

8. História dos sistemas construtivos • Pré-história europeia - Stonehenge

9. História dos sistemas construtivos • Egito Antigo - Pirâmide de Sacara

10. Disciplina: Sistemas EstruturaisIntrodução (1/7) Manoel J.C. Serrão Eng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética

11. Definições básicas • O que são sistemas estruturais? Estrutura é o conjunto de elementos que, interagindo entre si, formam um sistema que desempenha função específica. A Sociedade é um sistema onde os elementos são os indivíduos que se relacionam através de inúmeras funções ou atividades, dando origem a estrutura social. O corpo humano é um sistema onde os elementos são os órgãos que se relacionam através de inúmeras funções ou atividades, dando origem a estrutura do organismo. Sistema Estrutural de uma edificação é o conjunto de elementos estruturais que, interagindo entre si, formam um sistema que desempenha função específica.

12. Definições básicas Sistema Estrutural de uma edificação é o conjunto de elementos estruturais (lajes, vigas, pilares, arcos ...) que, interagindo entre si, formam um sistema que desempenha função específica (transmitir esforços até a fundação, garantir estabilidade ...). ELEMENTOS ESTRUTURAIS

13. Definições básicas O sistema material da edificação capaz de transmitir cargas e absorver esforços, de modo a garantir a estabilidade, a segurança e integridade da construção, cooperando na sua organização espacial e na sua expressão, mediante ao adequado emprego dos materiais, das técnicas, dos processos e dos recursos econômico-financeiros (Weidle apud SILVA, 2000,p.13)

14. Sistemas Estruturais e a Arquitetura Concepção Estrutural, materiais “Antigamente quando de terminava uma estrutura viam-se apenas lajes e apoios. A arquitetura vinha depois, como uma coisa secundaria e eu queria o contrario essa junção da estrutura com a arquitetura, queria que elas nascessem juntas e fossem bastante sem nenhum detalhe para demonstrar o projeto de arquitetura.” (Oscar Niemeyer)

15. Influência do sistema estrutural na expressão arquitetônica A principal função, do ponto de vista estrutural, para uma edificação é ser estática:

16. Disciplina: Sistemas EstruturaisCarregamentos (2/7) Manoel J.C. Serrão Eng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética

17. Conceito Qualquer influência que causa forças ou deformações em uma estrutura. É a interação da estrutura com a natureza e com o resultado de sua utilização.

18. Disciplina: Sistemas EstruturaisIntrodução (1/7) Manoel J.C. Serrão Eng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética

19. Tipos de carregamento quanto ao ponto de aplicação • Concentrado • Aplicado a um ponto: • Pilar sobre ou sob laje ou viga; Um objeto sobre uma laje A ação do pilar sobre a fundação A reação de uma viga apoiada sobre outra.

20. Tipos de carregamento quanto ao ponto de aplicação • Distribuída linearmente • Aplicado em uma direção: • Parede sobre laje; • Parede sobre viga. Parede sobre laje Parede sobre viga

21. Tipos de carregamento quanto ao ponto de aplicação • Distribuída superficialmente • Aplicada em uma superfície: • Revestimento de piso; • Pessoas sobre a laje. Revestimento de piso Uma pilha de cimento sobre laje

22. Classificação dos carregamentos com relação ao tempo de atuação • Permanente • São carregamentos atuantes sobre a estrutura por toda sua vida útil, independente de condições externas. • Peso próprio; • Cobertura; • Alvenaria; • Revestimento;

23. Classificação dos carregamentos com relação ao tempo de atuação • Acidental • Nem sempre estão presentes em um Sistema Estrutural. Há épocas em que eles são atuantes e há épocas em que eles não aparecem. Mas sempre devem ser considerados. • Vento; • Empuxo; • Frenagem; • Sobrecargas; • Terremoto; • Neve; • Cargas móveis. Isopletas Ações Horizontais NBR-6123

24. Classificação dos carregamentos com relação ao tempo de atuação • Acidental • Nem sempre estão presentes em um Sistema Estrutural. Há épocas em que eles são atuantes e há épocas em que eles não aparecem. Mas sempre devem ser considerados. • Vento; • Empuxo; • Frenagem; • Sobrecargas; • Terremoto; • Neve; • Cargas móveis. Empuxo horizontal: Estacionamento semienterrados e enterrados, reservatórios Métodos empíricos

25. Classificação dos carregamentos com relação ao tempo de atuação • Acidental • Nem sempre estão presentes em um Sistema Estrutural. Há épocas em que eles são atuantes e há épocas em que eles não aparecem. Mas sempre devem ser considerados. Frenagem • Vento; • Empuxo; • Frenagem; • Sobrecargas; • Terremoto; • Neve; • Cargas móveis. Sobrecargas: NBR 14936

26. Revisão • A arquitetura anda de mãos dadas com a engenharia através do relacionamento: Sistemas estruturais & concepção; • A boa interação entre esses dois ramos do conhecimento garante segurança (ELU) e Operacionalidade (ELS); • Sistema Estrutural de uma edificação é o conjunto de elementos estruturais que, interagindo entre si, formam um sistema que desempenha função específica. • Esses elementos são: Laje, pilar, viga, fundação ... • A interação entre eles são os esforços e as reações; • A interação da estrutura com o ambiente origina os carregamentos; • Os carregamentos podem ser concentrados ou distribuidosquanto a aplicação e quanto ao tempo de ação podem ser permanentes ou acidentais.

27. Exercício

28. Exercício Para se calcular as cargas em uma edificação, inicia-se sempre de cima para baixo (da cobertura para o térreo) na seguinte sequência: lajes, vigas, pilares e fundações. Portanto, no nosso exemplo, calcularemos primeiramente a carga na laje L1, depois nas vigas V2 e V5 e finalmente no pilar P5. Pode-se ver através do esquema que as cargas são as seguintes:  

29. Exercício

30. Exercício

31. Disciplina: Sistemas EstruturaisEsforços (3/7) Manoel J.C. Serrão Eng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética

33. Disciplina: Sistemas EstruturaisReações (4/7) Manoel J.C. Serrão Eng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética

35. Disciplina: Sistemas EstruturaisElementos estruturais (5/7) Manoel J.C. Serrão Eng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética

37. Disciplina: Sistemas EstruturaisSistemas estruturais (6/7) Manoel J.C. Serrão Eng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética

39. Disciplina: Sistemas EstruturaisFundações (7/7) Manoel J.C. Serrão Eng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética